熱泵就是以冷凝器放出的熱量來供熱的制冷機。從某種意義上說，熱泵就是制冷機。熱泵通過作功使熱量從溫度低的介質流向溫度高的介質。根據熱力學第二定律，要完成低位熱能向高位熱能的轉化，必須有外界能量的輸入。圖6-1中，（a）和（b）分別為熱泵系統能量轉化示意圖和熱泉系統示意圖。
在外界能量W的作用下，熱泵從低溫熱源吸收低位熱能Q，并向高位熱源輸送高位熱能QH，由此可見，熱泵的工作原理與制冷機相同，但它們的工作目的不同，工作溫度范圍也不同。制冷裝置的熱源溫度為環境溫度，是將冷源的熱量轉移到環境中去，使冷源保持低溫，而熱泵冷源溫度是環境溫度，是將環境中的熱量轉移到熱源中去，使熱源保持一定的高溫。
熱泵的制熱系數e2等于向熱源提供的熱量QH與消耗的循環凈功W之比，即e2=QHW。顯然，制熱系數2始終大于1.0。
建筑的空調系統經常需要滿足冬季的供熱和夏季制冷兩種相反的要求。傳統的空調系統通常需分別設置冷源（制冷機）和熱源（鍋爐）。如果讓制冷機在冬季以熱泵的模式運行，則可以省去鍋爐和鍋爐房，并能減輕供暖造成的大氣污染問題。
熱泵的制冷和制熱兩個工作模式，可可以通過四通閥完成切換。這時，夏季作為冷凝器的換熱器，在冬季就成為蒸發器。
